兩套含油污泥脫水系統的應用效果評價

李新宇 李向寧 田勝利

（中國石油長慶油田分公司第一采氣廠）

氣田開發時，地層中的泥、砂伴隨著天然氣進入地面天然氣集輸管道和氣田地層采出水處理系統， 隨后需送至天然氣凈化廠進行凈化處理。 此時，天然氣集輸管道在例行清管過程、含醇地層水泄水池都會產生含油污泥。近年來，隨著國家環保法規的日益嚴格， 天然氣開發與生產企業內部降本增效的壓力增大， 實施含油污泥減量化對保護環境、 降低企業運行成本意義重大。

1 含油污泥特性分析

天然氣凈化廠的含油污泥經取樣分析后可得： 含油率0.99%、 含水率90.90%、 含泥率8.11%。 根據含油污泥中含水率與流動性的關系進行判斷，認定此種含油污泥呈流態狀，減量化潛力巨大。

2 含油污泥脫水處理

2.1 離心機脫水系統

離心機脫水系統主要由臥式螺旋卸料沉降離心機（圖1）、加藥裝置、污泥螺桿泵和排水泵組成。 如圖2 所示，在污泥螺桿泵出口，質量濃度為2‰的聚丙烯酰胺溶液（處理藥劑）與污泥混合，經計量泵進入離心機。 污泥送入離心機轉鼓之后，在高速旋轉產生的離心力作用下被甩入轉鼓腔內，污泥顆粒的密度較大，因而產生的離心力也較大， 被甩貼在轉鼓內壁上形成固體層污泥，這些污泥在螺旋輸送器的緩慢推動下，被輸送到轉鼓的錐端，經轉鼓周圍的出口連續排出；水的密度小，離心力也小，只在固體層內側形成液體層，這部分液體則由堰溢流排至轉鼓外，匯集之后再排出離心機。 脫水后的干泥裝袋入庫，脫除的污水送入污水處理設施或者返回污泥池用來稀釋污泥［1］。

圖1 臥式螺旋卸料沉降離心機

圖2 離心機脫水系統工藝流程示意圖

離心機脫水系統處理含油污泥600t （約566m3， 平均密度1 060kg/m3）， 脫水處理需耗時28d，合計215h。 脫水后產生泥餅約126t，體積量減少約79%。 根據離心機脫水系統進料流量計累計計量的體積（1 680m3，包含重復處理部分）和有效運轉時間計算，該脫水系統每小時處理能力為7～8m3。

2.2 壓濾機脫水系統

壓濾機脫水系統由預處理單元（包括加藥裝置、 沉降罐、 污泥柱塞泵和排水泵， 總功率57.7kW）和板框壓濾機組成。 如圖3 所示，含油污泥經抽料自吸泵進入反應罐，分別加入調質改質藥劑、高級氧化藥劑和高效絮凝藥劑，經充分混合攪拌后通過喂料柱塞泵壓入板框壓濾機［2］，在高壓過濾作用下，油水通過濾布滲透分離后經排水泵至污水處理系統，污泥在板框濾布上累積形成泥餅。 當喂料柱塞泵出口壓力達到一定值時， 壓濾機停止進料， 拉開濾板， 人工清理泥餅。

圖3 壓濾機脫水系統工藝流程示意圖

壓濾機脫水系統處理含油污泥800t （約848m3， 平 均 密 度1 060kg/m3）, 運 行 處 理 耗 時281h，產生泥餅94t，體積量減少約88%。 根據壓濾機脫水系統進料流量計累計計量的體積（1 040m3，包含處理后清液返回污泥池的部分）和有效運轉時間計算，該脫水系統每小時處理能力為3～5m3。

3 應用效果評價

3.1 工藝指標

含油污泥經離心機脫水系統處理后，泥餅的含水率為64.84%～70.90%，符合處理后的含油污泥含水率須小于75%的條件要求；含油污泥體積量減少約79%，符合含油污泥體積量須降低50%以上的條件要求。 離心機脫水系統具有占地空間小、僅需供給水電、運行總體平穩、安裝和操作維護簡便、處理含油量低的污泥時效率高、泥餅含液率低及出液清澈等特點。

含油污泥經壓濾機脫水系統處理后，泥餅的含水率為45.87%～54.40%，符合處理后的含油污泥含水率須小于60%的條件要求；含油污泥體積量減少約88%，達到含油污泥體積量須降低50%以上的要求。

3.2 能耗費用

離心機脫水系統運行需外供電力和自來水，累計消耗電量8 545kW·h（度），按每度電0.45 元計算，電費3 845.25 元；消耗自來水317.6m3，按每立方米3.65 元計算，水費1 159.24 元。

壓濾機脫水系統運行需外供電力和自來水，累計消耗電量6 100kW·h， 按每度電0.45 元計算，電費2 745 元；消耗自來水14.4m3，按每立方米3.65 元計算，水費52.56 元。

3.3 成本核算

實施含油污泥減量化處理時，離心機脫水系統處理含油污泥脫水服務費用為492 000 元，包含現場施工、絮凝藥劑及包裝袋等的費用；壓濾機脫水系統處理污泥脫水服務費用為540 000 元（含稅費6%和HSE 的相關費用）， 包含現場施工、絮凝藥劑及包裝袋等的費用。 按照委托有資質單位開展危險廢物處置技術服務，對離心機脫水系統產生的126t 泥餅， 按每噸2 450 元計算，處置費用為308 700 元； 對壓濾機脫水系統產生的94t 泥餅， 按每噸2 450 元計算， 處置費用為230 300 元。 若不實施含油污泥減量化處理，直接委托有資質單位進行污泥處置， 按每噸2 450 元計算，600t 含油污泥的處置費用為1 470 000 元，800t 含油污泥的處置費用為1 960 000 元。

離心機脫水系統和壓濾機脫水系統的成本核算分別為：

成本控降 1470000-（492000+308700+3845+1159）=664296 元

1960000-（540000+230300+2745+53）=1186902 元

成本控降比率 664296÷1470000×100%=45.19%

1186902÷1960000×100%=60.55%

每噸污泥控降單價 664296÷600=1107.16 元

1186902÷800=1483.63 元

4 結束語

天然氣凈化廠處理含油污泥時，無論采用離心機脫水系統還是采用壓濾機脫水系統，均能達到預期的目標，同時能較大幅度降低含油污泥的處置費用。 離心機脫水系統單位處理量較大，但減量化低，污泥含油量較高時對系統處理效果影響較大。 壓濾機脫水系統減量化高，但單位處理量較小，耗時長。

采用機械壓濾相結合的方式實施污泥減量化項目時，建議設置兩套壓濾設備，以減少拉板清泥時間，提高處理效率。